| 【中文题名】 | 有肋和气膜孔出流的通道内流动特性研究 |
| 【英文题名】 | Aerodynamic Investigation of Flow Characters of Internal Cooling Channel with Both Rib-roughened Walls and Film Hole Suctions |
| 【学科专业】 | 工程热物理 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2003-9-15 |
| 【中关键词】 | 内流冷却,流量系数,压力系数,气膜冷却,雷诺数,出流比 |
| 【英关键词】 | Internal Cooling,Discharge Coefficient,Pressure Coefficient,Film Cooling,Reynolds Number,Suction Rate,Rib,Turbine Blade, |
| 【分类导航】 | 工业技术>能源与动力工程>热力工程、热机>热力工程理论>工程热力学> |
| 【论文摘要】 |
本文根据航空发动机中涡轮叶片内流冷却的实际需要，在宽广的气流流动参数范围内，对同时带肋和气膜孔出流的叶片内冷通道的流量系数、压力系数以及流场进行了详细的实验测试，同时还进行了相应的数值模拟计算。
根据实验课题的要求，在宽高比分别为1.0、2.0和0.5的内流冷却通道里，在不同的气动和几何参数(雷诺数Re分别为20000、40000、60000、80000，出流比SR为0.3、0.45和0.6，肋角分别为45°、60°、90°、120°，肋高h／e分别为1.0和2.0，孔位分别为肋中间、肋下游和肋上游)的情况下，对流量系数和压力系数以及流场进行了实验研究，获得了大量的实验数据和图形，较为详细地给出了流量系数和压力系数随不同气动参数和几何参数而变化的规律。实验中发现气膜孔雷诺数和肋角对流量系数有较大的影响。流量系数随气膜孔雷诺数的增大而增大，当雷诺数达到15000以后，流量系数随雷诺数的变化变小。而肋则因在通道中产生了二次流，影响了气流进入孔时的方向而对流量系数产生影响。出流比和雷诺数的增大都有使压力系数增大的趋势，而肋则使压力系数降低，肋高增大，压力系数降低的幅度越大。
本文... |
| 【论文题纲】 |
|
摘要 |
4-5 |
|
ABSTRACT |
5-8 |
|
第一章 绪论 |
8-21 |
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1.1 涡轮叶片传热和冷却技术简介 |
8-19 |
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1.1.1 涡轮叶片冷却技术极其发展 |
9-11 |
|
1.1.2 气膜冷却介绍 |
11-13 |
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1.1.3 涡轮叶片内流冷却 |
13-16 |
|
1.1.4 流量系数的研究情况 |
16-19 |
|
1.2 本文研究的背景和意义 |
19-20 |
|
1.3 本文的主要工作 |
20-21 |
|
第二章 实验装置和测试技术 |
21-29 |
|
2.1 实验装置 |
21-23 |
|
2.2 实验方法和测试技术 |
23-25 |
|
2.3 实验误差分析 |
25-29 |
|
2.3.1 流量系数的实验误差分析 |
26-28 |
|
2.3.2 压力系数的实验误差分析 |
28-29 |
|
第三章 流量系数的实验结果及分析 |
29-38 |
|
3.1 通道进口雷诺数对流量系数的影响 |
29-30 |
|
3.2 通道总出流比对流量系数的影响 |
30-31 |
|
3.3 肋角度对流量系数的影响 |
31-33 |
|
3.4 肋的高度对流量系数的影响 |
33-34 |
|
3.5 气膜孔位对流量系数的影响 |
34-35 |
|
3.6 通道截面形状对流量系数的影响 |
35-37 |
|
3.7 小结 |
37-38 |
|
第四章 压力系数的实验结果及分析 |
38-44 |
|
4.1 通道进口雷诺数对压力系数的影响 |
38-39 |
|
4.2 通道总出流比对压力系数的影响 |
39-40 |
|
4.3 肋角度对压力系数的影响 |
40 |
|
4.4 肋的高度对压力系数的影响 |
40-41 |
|
4.5 气膜孔位对压力系数的影响 |
41-42 |
|
4.6 通道截面形状对压力系数的影响 |
42 |
|
4.7 小结 |
42-44 |
|
第五章 内流通道流场研究 |
44-53 |
|
5.1 流场显示的实验结果和分析 |
44-47 |
|
5.2 三维流场结构的测量 |
47-51 |
|
5.3 小结 |
51-53 |
|
第六章 内流通道流场数值模拟 |
53-66 |
|
6.1 紊流数值计算简介 |
53-54 |
|
6.2 本文采用的数值方法 |
54-58 |
|
6.2.1 控制方程 |
54-55 |
|
6.2.2 湍流模型 |
55-56 |
|
6.2.3 计算域 |
56-57 |
|
6.2.4 网格生成 |
57-58 |
|
6.2.5 边界条件 |
58 |
|
6.2.6 离散方法与方程求解 |
58 |
|
6.3 数值计算结果及其与实验的对比 |
58-65 |
|
6.3.1 计算结果与分析 |
58-64 |
|
6.3.2 计算结果和实验结果的对比 |
64-65 |
|
6.4 小结 |
65-66 |
|
第七章 总结与展望 |
66-69 |
|
7.1 本文的研究结论 |
66-67 |
|
7.1.1 同时带肋壁和气膜孔出流时气膜孔流量系数研究结论 |
66-67 |
|
7.1.2 同时带肋壁和气膜孔出流时气膜孔压力系数研究结论 |
67 |
|
7.1.3 同时带肋壁和气膜孔出流时流场特性研究结论 |
67 |
|
7.2 本文的创新点 |
67-68 |
|
7.3 进一步工作展望 |
68-69 |
|
参考文献 |
69-76 |
|
致谢 |
76-77 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.130296 |
